❶ 詳解加密技術概念、加密方法以及應用
隨著網路技術的發展，網路安全也就成為當今網路 社會 的焦點中的焦點，幾乎沒有人不在談論網路上的安全問題，病毒、黑客程序、郵件炸彈、遠程偵聽等這一切都無不讓人膽戰心驚。病毒、黑客的猖獗使身處今日網路 社會 的人們感覺到談網色變，無所適從。
但我們必需清楚地認識到，這一切一切的安全問題我們不可一下全部找到解決方案，況且有的是根本無法找到徹底的解決方案，如病毒程序，因為任何反病毒程序都只能在新病毒發現之後才能開發出來，目前還沒有哪能一家反病毒軟體開發商敢承諾他們的軟體能查殺所有已知的和未知的病毒，所以我們不能有等網路安全了再上網的念頭，因為或許網路不能有這么一日，就象「矛」與「盾」，網路與病毒、黑客永遠是一對共存體。
現代的電腦加密技術就是適應了網路安全的需要而應運產生的，它為我們進行一般的電子商務活動提供了安全保障，如在網路中進行文件傳輸、電子郵件往來和進行合同文本的簽署等。其實加密技術也不是什麼新生事物，只不過應用在當今電子商務、電腦網路中還是近幾年的 歷史 。下面我們就詳細介紹一下加密技術的方方面面，希望能為那些對加密技術還一知半解的朋友提供一個詳細了解的機會！
一、加密的由來
加密作為保障數據安全的一種方式，它不是現在才有的，它產生的 歷史 相當久遠，它是起源於要追溯於公元前2000年（幾個世紀了），雖然它不是現在我們所講的加密技術（甚至不叫加密），但作為一種加密的概念，確實早在幾個世紀前就誕生了。當時埃及人是最先使用特別的象形文字作為信息編碼的，隨著時間推移，巴比倫、美索不達米亞和希臘文明都開始使用一些方法來保護他們的書面信息。
近期加密技術主要應用於軍事領域，如美國獨立戰爭、美國內戰和兩次世界大戰。最廣為人知的編碼機器是German Enigma機，在第二次世界大戰中德國人利用它創建了加密信息。此後，由於Alan Turing和Ultra計劃以及其他人的努力，終於對德國人的密碼進行了破解。當初，計算機的研究就是為了破解德國人的密碼，人們並沒有想到計算機給今天帶來的信息革命。隨著計算機的發展，運算能力的增強，過去的密碼都變得十分簡單了，於是人們又不斷地研究出了新的數據加密方式，如利用ROSA演算法產生的私鑰和公鑰就是在這個基礎上產生的。
二、加密的概念
數據加密的基本過程就是對原來為明文的文件或數據按某種演算法進行處理，使其成為不可讀的一段代碼，通常稱為「密文」，使其只能在輸入相應的密鑰之後才能顯示出本來內容，通過這樣的途徑來達到保護數據不被非法人竊取、閱讀的目的。該過程的逆過程為解密，即將該編碼信息轉化為其原來數據的過程。
三、加密的理由
當今網路 社會 選擇加密已是我們別無選擇，其一是我們知道在互聯網上進行文件傳輸、電子郵件商務往來存在許多不安全因素，特別是對於一些大公司和一些機密文件在網路上傳輸。而且這種不安全性是互聯網存在基礎——TCP/IP協議所固有的，包括一些基於TCP/IP的服務；另一方面，互聯網給眾多的商家帶來了無限的商機，互聯網把全世界連在了一起，走向互聯網就意味著走向了世界，這對於無數商家無疑是夢寐以求的好事，特別是對於中小企業。為了解決這一對矛盾、為了能在安全的基礎上大開這通向世界之門，我們只好選擇了數據加密和基於加密技術的數字簽名。
加密在網路上的作用就是防止有用或私有化信息在網路上被攔截和竊取。一個簡單的例子就是密碼的傳輸，計算機密碼極為重要，許多安全防護體系是基於密碼的，密碼的泄露在某種意義上來講意味著其安全體系的全面崩潰。
通過網路進行登錄時，所鍵入的密碼以明文的形式被傳輸到伺服器，而網路上的竊聽是一件極為容易的事情，所以很有可能黑客會竊取得用戶的密碼，如果用戶是Root用戶或Administrator用戶，那後果將是極為嚴重的。
還有如果你公司在進行著某個招標項目的投標工作，工作人員通過電子郵件的方式把他們單位的標書發給招標單位，如果此時有另一位競爭對手從網路上竊取到你公司的標書，從中知道你公司投標的標的，那後果將是怎樣，相信不用多說聰明的你也明白。
這樣的例子實在是太多了，解決上述難題的方案就是加密，加密後的口令即使被黑客獲得也是不可讀的，加密後的標書沒有收件人的私鑰也就無法解開，標書成為一大堆無任何實際意義的亂碼。總之無論是單位還是個人在某種意義上來說加密也成為當今網路 社會 進行文件或郵件安全傳輸的時代象徵！
數字簽名就是基於加密技術的，它的作用就是用來確定用戶是否是真實的。應用最多的還是電子郵件，如當用戶收到一封電子郵件時，郵件上面標有發信人的姓名和信箱地址，很多人可能會簡單地認為發信人就是信上說明的那個人，但實際上偽造一封電子郵件對於一個通常人來說是極為容易的事。在這種情況下，就要用到加密技術基礎上的數字簽名，用它來確認發信人身份的真實性。
類似數字簽名技術的還有一種身份認證技術，有些站點提供入站FTP和WWW服務，當然用戶通常接觸的這類服務是匿名服務，用戶的權力要受到限制，但也有的這類服務不是匿名的，如某公司為了信息交流提供用戶的合作夥伴非匿名的FTP服務，或開發小組把他們的Web網頁上載到用戶的WWW伺服器上，現在的問題就是，用戶如何確定正在訪問用戶的伺服器的人就是用戶認為的那個人，身份認證技術就是一個好的解決方案。
在這里需要強調一點的就是，文件加密其實不只用於電子郵件或網路上的文件傳輸，其實也可應用靜態的文件保護，如PIP軟體就可以對磁碟、硬碟中的文件或文件夾進行加密，以防他人竊取其中的信息。
四、兩種加密方法
加密技術通常分為兩大類：「對稱式」和「非對稱式」。
對稱式加密就是加密和解密使用同一個密鑰，通常稱之為「Session Key 」這種加密技術目前被廣泛採用，如美國政府所採用的DES加密標准就是一種典型的「對稱式」加密法，它的Session Key長度為56Bits。
非對稱式加密就是加密和解密所使用的不是同一個密鑰，通常有兩個密鑰，稱為「公鑰」和「私鑰」，它們兩個必需配對使用，否則不能打開加密文件。這里的「公鑰」是指可以對外公布的，「私鑰」則不能，只能由持有人一個人知道。它的優越性就在這里，因為對稱式的加密方法如果是在網路上傳輸加密文件就很難把密鑰告訴對方，不管用什麼方法都有可能被別竊聽到。而非對稱式的加密方法有兩個密鑰，且其中的「公鑰」是可以公開的，也就不怕別人知道，收件人解密時只要用自己的私鑰即可以，這樣就很好地避免了密鑰的傳輸安全性問題。
五、加密技術中的摘要函數（MAD、MAD和MAD）
摘要是一種防止改動的方法，其中用到的函數叫摘要函數。這些函數的輸入可以是任意大小的消息，而輸出是一個固定長度的摘要。摘要有這樣一個性質，如果改變了輸入消息中的任何東西，甚至只有一位，輸出的摘要將會發生不可預測的改變，也就是說輸入消息的每一位對輸出摘要都有影響。總之，摘要演算法從給定的文本塊中產生一個數字簽名（fingerprint或message digest），數字簽名可以用於防止有人從一個簽名上獲取文本信息或改變文本信息內容和進行身份認證。摘要演算法的數字簽名原理在很多加密演算法中都被使用，如SO/KEY和PIP（pretty good privacy）。
現在流行的摘要函數有MAD和MAD，但要記住客戶機和伺服器必須使用相同的演算法，無論是MAD還是MAD，MAD客戶機不能和MAD伺服器交互。
MAD摘要演算法的設計是出於利用32位RISC結構來最大其吞吐量，而不需要大量的替換表（substitution table）來考慮的。
MAD演算法是以消息給予的長度作為輸入，產生一個128位的"指紋"或"消息化"。要產生兩個具有相同消息化的文字塊或者產生任何具有預先給定"指紋"的消息，都被認為在計算上是不可能的。
MAD摘要演算法是個數據認證標准。MAD的設計思想是要找出速度更快，比MAD更安全的一種演算法，MAD的設計者通過使MAD在計算上慢下來，以及對這些計算做了一些基礎性的改動來解決安全性這一問題，是MAD演算法的一個擴展。
六、密鑰的管理
密鑰既然要求保密，這就涉及到密鑰的管理問題，管理不好，密鑰同樣可能被無意識地泄露，並不是有了密鑰就高枕無憂，任何保密也只是相對的，是有時效的。要管理好密鑰我們還要注意以下幾個方面：
1、密鑰的使用要注意時效和次數
如果用戶可以一次又一次地使用同樣密鑰與別人交換信息，那麼密鑰也同其它任何密碼一樣存在著一定的安全性，雖然說用戶的私鑰是不對外公開的，但是也很難保證私鑰長期的保密性，很難保證長期以來不被泄露。如果某人偶然地知道了用戶的密鑰，那麼用戶曾經和另一個人交換的每一條消息都不再是保密的了。另外使用一個特定密鑰加密的信息越多，提供給竊聽者的材料也就越多，從某種意義上來講也就越不安全了。
因此，一般強調僅將一個對話密鑰用於一條信息中或一次對話中，或者建立一種按時更換密鑰的機制以減小密鑰暴露的可能性。
2、多密鑰的管理
假設在某機構中有100個人，如果他們任意兩人之間可以進行秘密對話，那麼總共需要多少密鑰呢？每個人需要知道多少密鑰呢？也許很容易得出答案，如果任何兩個人之間要不同的密鑰，則總共需要4950個密鑰，而且每個人應記住99個密鑰。如果機構的人數是1000、10000人或更多，這種辦法就顯然過於愚蠢了，管理密鑰將是一件可怕的事情。
Kerberos提供了一種解決這個較好方案，它是由MIT發明的，使保密密鑰的管理和分發變得十分容易，但這種方法本身還存在一定的缺點。為能在網際網路上提供一個實用的解決方案，Kerberos建立了一個安全的、可信任的密鑰分發中心（Key Distribution Center，KDC），每個用戶只要知道一個和KDC進行會話的密鑰就可以了，而不需要知道成百上千個不同的密鑰。
假設用戶甲想要和用戶乙進行秘密通信，則用戶甲先和KDC通信，用只有用戶甲和KDC知道的密鑰進行加密 ，用戶甲告訴KDC他想和用戶乙進行通信，KDC會為用戶甲和用戶乙之間的會話隨機選擇一個對話密鑰，並生成一個標簽，這個標簽由KDC和用戶乙之間的密鑰進行加密，並在用戶甲啟動和用戶乙對話時，用戶甲會把這個標簽交給用戶乙。這個標簽的作用是讓用戶甲確信和他交談的是用戶乙，而不是冒充者。因為這個標簽是由只有用戶乙和KDC知道的密鑰進行加密的，所以即使冒充者得到用戶甲發出的標簽也不可能進行解密，只有用戶乙收到後才能夠進行解密，從而確定了與用戶甲對話的人就是用戶乙。
當KDC生成標簽和隨機會話密碼，就會把它們用只有用戶甲和KDC知道的密鑰進行加密，然後把標簽和會話鑰傳給用戶甲，加密的結果可以確保只有用戶甲能得到這個信息，只有用戶甲能利用這個會話密鑰和用戶乙進行通話。同理，KDC會把會話密碼用只有KDC和用戶乙知道的密鑰加密，並把會話密鑰給用戶乙。
用戶甲會啟動一個和用戶乙的會話，並用得到的會話密鑰加密自己和用戶乙的會話，還要把KDC傳給它的標簽傳給用戶乙以確定用戶乙的身份，然後用戶甲和用戶乙之間就可以用會話密鑰進行安全的會話了，而且為了保證安全，這個會話密鑰是一次性的，這樣黑客就更難進行破解了。同時由於密鑰是一次性由系統自動產生的，則用戶不必記那麼多密鑰了，方便了人們的通信。
七、數據加密的標准
隨著計算機硬體的速度越來越快，製造一台這樣特殊的機器的花費已經降到了十萬美元左右，而用它來保護十億美元的銀行，那顯然是不夠保險了。另一方面，如果只用它來保護一台普通伺服器，那麼DES確實是一種好的辦法，因為黑客絕不會僅僅為入侵一個伺服器而花那麼多的錢破解DES密文。
另一種非常著名的加密演算法就是RSA了，RSA(Rivest-Shamir-Adleman)演算法是基於大數不可能被質因數分解假設的公鑰體系。簡單地說就是找兩個很大的質數。一個對外公開的為「公鑰」（Prblic key） ，另一個不告訴任何人，稱為"私鑰」（Private key）。這兩個密鑰是互補的，也就是說用公鑰加密的密文可以用私鑰解密，反過來也一樣。
假設用戶甲要寄信給用戶乙，他們互相知道對方的公鑰。甲就用乙的公鑰加密郵件寄出，乙收到後就可以用自己的私鑰解密出甲的原文。由於別人不知道乙的私鑰，所以即使是甲本人也無法解密那封信，這就解決了信件保密的問題。另一方面，由於每個人都知道乙的公鑰，他們都可以給乙發信，那麼乙怎麼確信是不是甲的來信呢？那就要用到基於加密技術的數字簽名了。
甲用自己的私鑰將簽名內容加密，附加在郵件後，再用乙的公鑰將整個郵件加密（注意這里的次序，如果先加密再簽名的話，別人可以將簽名去掉後簽上自己的簽名，從而篡改了簽名）。這樣這份密文被乙收到以後，乙用自己的私鑰將郵件解密，得到甲的原文和數字簽名，然後用甲的公鑰解密簽名，這樣一來就可以確保兩方面的安全了。
八、加密技術的應用
加密技術的應用是多方面的，但最為廣泛的還是在電子商務和VPN上的應用，下面就分別簡敘。
1、在電子商務方面的應用
電子商務（E-business）要求顧客可以在網上進行各種商務活動，不必擔心自己的信用卡會被人盜用。在過去，用戶為了防止信用卡的號碼被竊取到，一般是通過電話訂貨，然後使用用戶的信用卡進行付款。現在人們開始用RSA（一種公開/私有密鑰）的加密技術，提高信用卡交易的安全性，從而使電子商務走向實用成為可能。
許多人都知道NETSCAPE公司是Internet商業中領先技術的提供者，該公司提供了一種基於RSA和保密密鑰的應用於網際網路的技術，被稱為安全插座層（Secure Sockets Layer，SSL）。
也許很多人知道Socket，它是一個編程界面，並不提供任何安全措施，而SSL不但提供編程界面，而且向上提供一種安全的服務，SSL3.0現在已經應用到了伺服器和瀏覽器上，SSL2.0則只能應用於伺服器端。
SSL3.0用一種電子證書（electric certificate）來實行身份進行驗證後，雙方就可以用保密密鑰進行安全的會話了。它同時使用「對稱」和「非對稱」加密方法，在客戶與電子商務的伺服器進行溝通的過程中，客戶會產生一個Session Key，然後客戶用伺服器端的公鑰將Session Key進行加密，再傳給伺服器端，在雙方都知道Session Key後，傳輸的數據都是以Session Key進行加密與解密的，但伺服器端發給用戶的公鑰必需先向有關發證機關申請，以得到公證。
基於SSL3.0提供的安全保障，用戶就可以自由訂購商品並且給出信用卡號了，也可以在網上和合作夥伴交流商業信息並且讓供應商把訂單和收貨單從網上發過來，這樣可以節省大量的紙張，為公司節省大量的電話、傳真費用。在過去，電子信息交換（Electric Data Interchange，EDI）、信息交易（information transaction）和金融交易（financial transaction）都是在專用網路上完成的，使用專用網的費用大大高於互聯網。正是這樣巨大的誘惑，才使人們開始發展網際網路上的電子商務，但不要忘記數據加密。
2、加密技術在VPN中的應用
現在，越多越多的公司走向國際化，一個公司可能在多個國家都有辦事機構或銷售中心，每一個機構都有自己的區域網LAN（Local Area Network），但在當今的網路 社會 人們的要求不僅如此，用戶希望將這些LAN連結在一起組成一個公司的廣域網，這個在現在已不是什麼難事了。
事實上，很多公司都已經這樣做了，但他們一般使用租用專用線路來連結這些區域網 ，他們考慮的就是網路的安全問題。現在具有加密/解密功能的路由器已到處都是，這就使人們通過互聯網連接這些區域網成為可能，這就是我們通常所說的虛擬專用網（Virtual Private Network ，VPN）。當數據離開發送者所在的區域網時，該數據首先被用戶湍連接到互聯網上的路由器進行硬體加密，數據在互聯網上是以加密的形式傳送的，當達到目的LAN的路由器時，該路由器就會對數據進行解密，這樣目的LAN中的用戶就可以看到真正的信息了。
❷ 數字版權保護技術
數字化和互聯網技術被廣泛應用前，對版權保護對象：圖書、音像製品等傳統作品的保護基本上通過相關法律和一定的機構來實行。新的環境下，傳統的版權保護方式已難以解決上述問題，數字版權保護技術應運而生。
1.數字版權管理
DRM是指採用信息安全技術手段在內的系統解決方案，在保證合法的、具有許可權的用戶對數字媒體內容（如數字圖像、音頻、視頻等）正常使用的同時，保護數字媒體創作者和擁有者的版權，並根據版權信息獲得合法收益，而且在版權受到侵害時能夠鑒別數字信息的版權歸屬及版權信息的真偽。
目前，市場上存在眾多的DRM系統。根據保護的對象，可以分為針對軟體的DRM系統和針對電子書、流媒體等一般數字內容的DRM系統；根據有無特殊的硬體，可以分為基於硬體的DRM系統和純軟體的DRM系統；根據採用的安全技術，可以分為基於密碼技術的DRM系統、基於數字水印技術的DRM系統以及兩者結合的DRM系統。
2.數字版權管理技術
（1）密碼技術。
密碼技術旨在實現對數字內容的訪問控制。具體做法是對需要進行版權保護的數字內容進行一定強度演算法的加密，擁有密鑰或許可權的用戶才能使用。
密碼技術主要用於數字內容的保密性和可認證性的應用，主要為數字內容秘密性服務、身份認證、不可否認性認證、數據完整性認證等。
1）加密技術：加密技術應用於對數字內容進行保密。
2）數字摘要技術：內容提供者使用一定演算法（如單向散列函數）對需要保護的內容生成一段數字摘要，並將這段內容安全存放。使用者在獲取內容時首先使用相同的演算法生成一段摘要，然後將其與獲取的原摘要進行對比以驗證數字內容是否完整准確。
如果兩段數字摘要相同則證明內容完整准確，如果不同則證明內容被篡改。
數字摘要技術應用於驗證數字內容的准確完整性，用於驗證購買的內容是否完整准確。
3）數字簽名技術：數字簽名技術主要採用公鑰密碼體制，簽名者利用自己的私鑰對信息進行簽名，驗證者利用簽名者的公鑰進行驗證。
採用數字簽名的技術可以保護簽名者對數字內容的版權，也可以保證簽名者無法抵賴簽署過的信息，同時也保證驗證者也無法偽造他人的簽名。
（2）數字水印。
基於密碼技術的版權保護，許可權、簽名與受保護的數字內容通常相互分離，無法抵抗不良用戶對數字內容版權的破壞，往往需要在用戶端添加安全模塊，如智能卡、DRM代理等，提高了用戶成本，使得其實際安全性依賴於終端的安全性。而在基於數字水印技術的版權保護中，版權信息、許可權、簽名等都被作為水印嵌入到了數字內容中，與內容融為一體，如果要破壞他們的聯系，就必須破壞內容的可用性，從而有效防止了不良用戶對版權的破壞。
3.圖書館數字版權管理技術應用
（1）訪問控制。
資源的知識產權問題是構成數字圖書館中對內容和服務進行訪問控制的主要原因。訪問控制服務提供了一種將多個系統進行統一管理的機制。訪問控制主要包括授權、認證、實施訪問許可權。認證的主要手段包括Password/ID，restricted IP和CA（Certifying Authority）三種。當主體對課題訪問時必須考慮：訪問是有限的，不宜在任何場合下永遠保留主題對課題的訪問權；遵循最小授權原則，不能進行額外的訪問；訪問方式應該予以檢查，也就是說不僅要檢查是否可以訪問，還要檢查允許何種訪問。
（2）版權管理和計費。
第一代數字版權管理（DRM）主要通過安全和加密方法來解決未授權的非法拷貝，即鎖定內容並限定它的發布許可權於付過費用的用戶。第二代DRM已經貫串了描述、識別、交易、保護、監測和跟蹤的數字版權全部過程。在知識產權管理的三個重要模塊中：產權創建、管理和使用，DRM定義了協作和交互操作模塊的角色和行為規范，理想情況下這些模塊將全部構件化。
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❸ 加密認證技術在網路安全中的應用
信息加密是網路安全的有效策略之一。一個加密的網路，不但可以防止非授權用戶的搭線竊聽和入網，而且也是對付惡意軟體的有效方法之一。
信息加密的目的是保護計算機網路內的數據、文件，以及用戶自身的敏感信息。網路加密常用的方法有鏈路加密、端到端加密和節點加密三種。鏈路加密的目的是保護鏈路兩端網路設備間的通信安全；節點加密的目的是對源節點計算機到目的節點計算機之間的信息傳輸提供保護；端到端加密的目的是對源端用戶到目的端用戶的應用系統通信提供保護。用戶可以根據需求酌情選擇上述加密方式。
信息加密過程是通過各種加密演算法實現的，目的是以盡量小的代價提供盡量高的安全保護。在大多數情況下，信息加密是保證信息在傳輸中的機密性的惟一方法。據不完全統計，已經公開發表的各種加密演算法多達數百種。如果按照收發雙方密鑰是否相同來分類，可以將這些加密演算法分為常規密鑰演算法和公開密鑰演算法。採用常規密鑰方案加密時，收信方和發信方使用相同的密鑰，即加密密鑰和解密密鑰是相同或等價的，其優點是保密強度高，能夠經受住時間的檢驗和攻擊，但其密鑰必須通過安全的途徑傳送。因此，密鑰管理成為系統安全的重要因素。採用公開密鑰方案加密時，收信方和發信方使用的密鑰互不相同，而且幾乎不可能從加密密鑰推導出解密密鑰。公開密鑰加密方案的優點是可以適應網路的開放性要求，密鑰管理較為簡單，尤其可方便地實現數字簽名和驗證。
加密策略雖然能夠保證信息在網路傳輸的過程中不被非法讀取，但是不能夠解決在網路上通信的雙方相互確認彼此身份的真實性問題。這需要採用認證策略解決。所謂認證，是指對用戶的身份「驗明正身」。目前的網路安全解決方案中，多採用兩種認證形式，一種是第三方認證，另一種是直接認證。基於公開密鑰框架結構的交換認證和認證的管理，是將網路用於電子政務、電子業務和電子商務的基本安全保障。它通過對受信用戶頒發數字證書並且聯網相互驗證的方式，實現了對用戶身份真實性的確認。
除了用戶數字證書方案外，網路上的用戶身份認證，還有針對用戶賬戶名+靜態密碼在使用過程中的脆弱性推出的動態密碼認證系統，以及近年來正在迅速發展的各種利用人體生理特徵研製的生物電子認證方法。另外，為了解決網路通信中信息的完整性和不可否認性，人們還使用了數字簽名技術。